学习目标:
1. 类的6个默认成员函数
2. 构造函数
3. 析构函数
4. 拷贝构造函数
5. 赋值运算符重载
6. const成员函数
7. 取地址及const取地址操作符重载
学习内容:
一.类的6个默认成员函数
如果一个类中什么成员都没有,简称为空类。
空类中真的什么都没有吗?并不是,任何类在什么都不写时,编译器会自动生成以下6个默认成员函数。
默认成员函数:用户没有显式实现,编译器会生成的成员函数称为默认成员函数。
1. 构造函数
1.1
构造函数是一个特殊的成员函数,名字与类名相同,创建类类型对象时由编译器自动调用,以保证每个数据成员都有 一个合适的初始值,并且在对象整个生命周期内只调用一次。
1.2 特性
构造函数是特殊的成员函数,需要注意的是,构造函数虽然名称叫构造,但是构造函数的主要任务并不是开空间创建对象,而是初始化对象。
其特征如下:
1.函数名与类名相同
2.无返回值。
3.对象实例化时自动调用对应的构造函数
4.构造函数可以重载
5.如果类中没有显式定义构造函数,则C++编译器会自动生成一个无参的默认构造函数,一旦用户显式定义编译器将不再生成。
讨论: 关于编译器生成的默认成员函数,很多童鞋会有疑惑:不实现构造函数的情况下,编译器会生成默认的构造函数。但是看起来默认构造函数又没什么用?d对象调用了编译器生成的默认构造函数,但是d对象_year/_month/_day,依旧是随机值。也就说在这里编译器生成的默认构造函数并没有什么用??
解答:C++把类型分成内置类型(基本类型)和自定义类型。内置类型就是语言提供的数据类型,如:int/char...,自定义类型就是我们使用class/struct/union等自己定义的类型,看看下面的程序,就会发现编译器生成默认的构造函数会对自定类型成员_t调用的它的默认构造函数。
注意:C++11 中针对内置类型成员不初始化的缺陷,又打了补丁,即:内置类型成员变量在类中声明时可以给默认值。所以,当类中有自定义类型时,无需定义构造函数,使用编译器的默认构造函数即可,成员变量的初始化在声明时给出。
6.无参的构造函数和全缺省的构造函数都称为默认构造函数,并且默认构造函数只能有一个。
注意:无参构造函数、全缺省构造函数、我们没写编译器默认生成的构造函数,都可以认为是默认构造函数。
2.析构函数
2.1概念
析构函数:与构造函数功能相反,析构函数不是完成对对象本身的销毁,局部对象销毁工作是由编译器完成的。而对象在销毁时会自动调用析构函数,完成对象中资源的清理工作。
3.2 特性
析构函数是特殊的成员函数,其特征如下:
1. 析构函数名是在类名前加上字符 ~。
2. 无参数无返回值类型。
3. 一个类只能有一个析构函数。若未显式定义,系统会自动生成默认的析构函数。注意:析构函数不能重载
4. 对象生命周期结束时,C++编译系统系统自动调用析构函数。
5.编译器生成的默认析构函数,对自定类型成员调用它(自定义类型)的析构函数。
6.如果类中没有申请资源时,析构函数可以不写,直接使用编译器生成的默认析构函数,比如Date类;有资源申请时,一定要写,否则会造成资源泄漏,比如Stack类。
当既申请了资源又有自定义类型时,可以通过定义的析构函数清理资源,同时自定义类型的清理会通过调用其内的析构函数
注意:
无论是默认构造(析构)函数还是显示定义的构造(析构)函数,对于自定义类型(类对象)都会调用它的默认构造函数(析构函数)。
三.拷贝构造函数
3.1 概念
拷贝构造函数:只有单个形参,该形参是对本类类型对象的引用(一般常用const修饰),在用已存在的类类型对象创建新对象时由编译器自动调用。(实际是拷贝初始化)
3.2 特征
1. 拷贝构造函数是构造函数的一个重载形式。
2. 拷贝构造函数的参数只有一个且必须是类类型对象的引用,使用传值方式编译器直接报错,因为会引发无穷递归调用。
3. 若未显式定义,编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数对象按内存存储按字节序完成拷贝,这种拷贝叫做浅拷贝,或者值拷贝。
注意:在编译器生成的默认拷贝构造函数中,内置类型是按照字节方式直接拷贝的,而自定义类型是调用其拷贝构造函数完成拷贝的。
注意:类中如果没有涉及资源申请时,拷贝构造函数是否写都可以;一旦涉及到资源申请时,则拷贝构造函数是一定要写的,否则就是浅拷贝。
4. 拷贝构造函数典型调用场景:
使用已存在对象创建新对象
函数参数类型为类类型对象
函数返回值类型为类类型对象
四.赋值运算符重载
4.1 运算符重载(可放在全局也可在类域中,编译时优先到类域查找)
C++为了增强代码的可读性引入了运算符重载,运算符重载是具有特殊函数名的函数,也具有其返回值类型,函数名字以及参数列表,其返回值类型与参数列表与普通的函数类似。
函数名字为:关键字operator后面接需要重载的运算符符号。
函数原型:返回值类型 operator操作符(参数列表)
注意:
(1)不能通过连接其他符号来创建新的操作符:比如operator@
(2)重载操作符必须有一个类类型参数
(3)用于内置类型的运算符,其含义不能改变,例如:内置的整型+,不 能改变其含义
(4)作为类成员函数重载时,其形参看起来比操作数数目少1,是因为成员函数的第一个参数为隐藏的this
(5).* :: sizeof ?: . 注意以上5个运算符不能重载。这个经常在笔试选择题中出
现。
注意:
运算符重载一般都放在类中声明,因为类对象中的成员变量一般都私密,放在类中就可以访问了。
4.2赋值运算符重载
(1). 赋值运算符重载格式
*参数类型:const T&,传递引用可以提高传参效率
*返回值类型:T&,返回引用可以提高返回的效率,有返回值目的是为了支持连续赋值
*检测是否自己给自己赋值
*返回*this :要复合连续赋值的含义
(2)赋值运算符只能重载成类的成员函数不能重载成全局函数
原因:赋值运算符如果不显式实现,编译器会生成一个默认的。此时用户再在类外自己实现一个全局的赋值运算符重载,就和编译器在类中生成的默认赋值运算符重载冲突了,故赋值运算符重载只能是类的成员函数。
(3)用户没有显式实现时,编译器会生成一个默认赋值运算符重载,以值的方式逐字节拷贝。
注意:内置类型成员变量是直接赋值的,而自定义类型成员变量需要调用对应类的赋值运算符重载完成赋值。
注意:如果类中未涉及到资源管理,赋值运算符是否实现都可以;一旦涉及到资源管理则必须要实现。这一点和拷贝构造函数类似。
4.3 前置++和后置++重载
五.const成员
(1) 将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,const修饰类成员函数,实际修饰该成员函数隐含的this指针,表明在该成员函数中不能对类的任何成员进行修改。
(2)取地址及const取地址操作符重载
这两个运算符一般不需要重载,使用编译器生成的默认取地址的重载即可,只有特殊情况,才需要重载,比如想让别人获取到指定的内容!
六.流插入和流提取(<<)
前面了解了运算符的重载,且知到cout和cin加“<<”可以自行转化类型,但这只限于内置类型,那么可不可以cout<<"类对象"呢?这就需要对<<进行重载,
比如我们想直接把自定义类型d1打印出来,如下所示
解读:
1.函数放在了全局域,实际上也可以放在类域里,但由于函数重载的参数顺序和操作数顺序是一致的,如果放在类里,*this永远是第一个参数,这样就只能写成d2<<cout,显然不合适,但放在全局域就可以了,但此时面临一个新难题:无法访问私有变量。用友元就可以解决。
2.返回类型是输出流ostream,是为了适用于链式调用:cout<<d1<<d2